聚焦 IBC, 跨鏈協議的變遷與展望。

撰文：章魚網絡 MiX

9 月 1 日，算力智庫主辦的思想圓桌 Slibrary\’s Roundtalk「Bull is here, What’s next? Cross chan to Web 3.0」，邀請到了章魚網絡創始人劉毅、邊界智能研究院院長胡智威和 NEAR Protocol 亞洲工程負責人嚴澎屹，討論跨鏈的過去和未來。
爲什麼說 IBC 是跨鏈協議的黃金標準？

Part1：2021 年跨鏈發生了什麼變化？

章魚網絡-劉毅：

今年 IBC 協議的上線將會對跨鏈產生很大影響，我認爲 IBC 是跨鏈協議的黃金標準。IBC 可以將應用層（application layer）從傳輸層和網絡層（TAO，transport，authorization，organization）中剝離出來。IBC 定義了數據是如何跨鏈被髮送和接收，其簡潔性和靈活性堪稱區塊鏈的 TCP/IP 協議。

跨鏈通信協議 IBC 是一個可靠且安全的模塊間通信（互操作性）協議，可以實現數據的跨鏈可靠傳輸、驗證和排序。應用場景包括跨鏈資產轉移，原子交易，多鏈智能合約（基於或無需互通虛擬機）以及數據和代碼多種形式的分片。

2019 年初，我們就開始專注在跨鏈技術之上，與 Cosmos、邊界智能都有合作，也拿到 Cosmos 生態基金會 ICF 的資助，在 Substrate 上實現 IBC 協議。但是那時有很多人認爲比特幣和以太坊就是加密世界的全部，所以跨鏈沒有必要，最多有個橋連接比特幣和以太坊就夠了。

隨着時間推移，越來越多人意識到，單一公鏈不可能爲所有的應用場景都做到最優。未來至少會有幾個主要的公鏈生態，不同領域、不同特點的項目會選擇適合自己的公鏈生態進行研發和構建。

2020 年 4 月，章魚網絡提交的 GRANDPA Client 提案成爲 IBC 跨鏈通信標準，編號爲 ICS10。GRANDPA ( GHOST-based Recursive ANcestor Deriving Prefix Agreement ) 是 Polkadot 中繼鏈共識算法的最終性器件，並被衆多 Substrate 應用鏈採用。ICS10 定義了 GRANDPA 區塊鏈與其他區塊鏈的交互，是實現異構跨鏈的基礎。

除了參與協議制定，我們已經開發出 Substrate IBC 模塊，以及 Demo、CLI 等輔助工具，全部代碼開源。

如今跨鏈已經開始走向大範圍應用。Defi 是當前最大的應用領域，我們看到跨鏈和 Defi 已經有很好的結合，包括跨鏈的交易、借貸甚至衍生品市場。這些應用場景是有實際需求的，並且也吸引到了大量的用戶，這說明跨鏈已經進入了大規模應用落地的階段。

邊界智能-胡智威：

我覺得最重大的進展也是 IBC 協議上線。

IBC 協議將幫助衆多區塊鏈實現互連，讓 Token 可以自由移動，甚至可以實現應用之間的跨鏈交互。 IBC 除了支持與基於 Tendermint 的鏈，也支持異構鏈的跨鏈通信。不過在這些異構鏈上具體實現 IBC 協議的方式會各有不同。例如，以太坊與 IBC 模型中的定義相比有點不太一樣，因爲 PoW 的非確定性共識模型等。這正是 Gravity Bridge 現在正在做的事情。前幾天，有公告宣佈比特幣也可以跨鏈到 Cosmos，這讓我非常期待。

除此之外，劉毅老師也提到過，今年有很多的 EVM 兼容鏈。其中一些鏈還對於啓用 IBC 協議會存在一些困難。因爲 IBC 協議爲了最大化的兼容，設計了很多層的協議，這對於不同的鏈來全部實現可能會有點困難。

8 月 24 日，邊界智能發佈了 精簡 IBC 協議（Terse IBC，以下簡稱 TIBC）的 Pre-release v0.1.0 版本。TIBC 對 IBC 跨鏈通信協議進行一定的簡化，以便快速對接異構鏈，同時增加跨鏈 NFT、跨鏈智能合約調用等增強功能。

NEAR-嚴澎屹：

NEAR Protocol 的彩虹橋是一個真正無需信任、無需許可，並且通用的產品。這意味着任何人無需其他任何人的批准，都可以部署、使用，或者加入現有橋的維護，你只需要相信合約和代碼就夠了。

彩虹橋在技術上很有趣：不僅支持資產的轉讓和交易，也可以傳輸信息。比如說，我們想在 NEAR Protocol 上做一個 DAO，你可以從以太坊上獲取餘額，然後在 NEAR 的 DAO 上提案或者投票。

橋的本質是去中心化和易擴展性，所以跨鏈橋其實可以實現很多功能。

Part 2 : 如何平衡區塊鏈的不可能三角

章魚網絡-劉毅：

區塊鏈的不可能三角就是「單一公鏈不可能爲所有的應用場景都做到最優」的根本原因。去中心化、安全和高性能構成了區塊鏈的「不可能三角」，事實上這是一個非常好的區塊鏈設計思維框架。一個好的鏈是需要權衡的，每一個鏈都會根據自己的應用場景去設計，不可能做到適合所有的應用場景。

比如一個 1,000 TPS 的 BFT 共識的鏈，有不同類型、不同經濟價值的應用程序在使用，就需要互相去競爭。一個鏈遊和一個 DeFi 去競爭，哪怕只競爭區區 5 個 TPS，也可能導致手續費上漲到幾千美元甚至更多。這明顯不是一個好的解決方案。

我們對標現實世界，如果你想建一個工廠，你不會選在曼哈頓或者浦東，你會選擇租金便宜、交通便利的地方。

回到加密領域來說，也是同樣的道理。金融類產品佔據着頭部主鏈，這就是加密世界的金融中心。如果你想做一款鏈上游戲，最優的選擇是定製一條鏈，並且通過跨鏈橋能和其他公鏈進行交易。這和在郊區建廠然後在交易所裏交易工廠的股票是一樣的邏輯。

在加密世界裏，會有極多應用會與場景定製自己的應用鏈，章魚網絡就是爲此而生。章魚網絡的核心是一個「安全租用市場」，同時提供「跨鏈互操作能力」和包括區塊瀏覽器、API 訪問、存檔在內的多項「基礎設施服務」。

本質上章魚網絡就是樞紐，通過章魚的跨鏈橋去鏈接不同特性的鏈，爲不同的 Web3.0 應的創新提供「基礎設施服務」。我們可以將啓動應用鏈（AppChain）的成本從幾百萬美金降低到幾萬美金。只有把門檻降得足夠低，才能讓大量創業者參與進 Web3.0 應用創新，才能讓 Web3.0 更快落地、更快走向主流。

邊界智能 -胡智威：

IBC 協議通過讓鏈之間互相傳遞信息，可以說是重新定義了區塊鏈互聯網，定義了區塊鏈跨鏈應該具備的功能。IBC 協議讓不同的鏈互連，允許他們的鏈上資產自由移動，甚至可以與其他的應用程序交互，並且不是必須要通過 Cosmos Hub。

現在 IBC 也已經在內置在 Cosmos 的 SDK 裏，Cosmos 裏的區塊鏈都可以通過升級來兼容 IBC 協議。像使用者廣泛的 Terra，預計就是今年 9 月初升級兼容 IBC。

NEAR-嚴澎屹：

對於用戶來說，我們希望用戶體驗儘可能的簡單直接。比如說 NEAR 跨鏈到以太坊的彩虹橋，用戶可以在網頁上登陸 metamsk 的賬號，就能直接領取一個 NEAR 賬戶，從而把資產從 NEAR 轉到以太坊的錢包裏。

不僅如此，彩虹橋的設計考慮了多種跨鏈的應用場景，不僅支持轉移 ERC20 的 Token，還支持交易 NFT，以及傳輸存儲在合約上的信息，例如合約的狀態或更改等。我們讓任何在 NEAR 上可以通過加密手段證明的信息，在以太坊合約中也是可用的（反之亦然），包括閱讀另一條鏈上的合約狀態，以及調用在另一條鏈上的合約方法，並收到回調。這意味着用戶可以用他們的 ETH 餘額在 NEAR 的 DAO 投票，而不需要在以太坊上發送交易。同樣的 NEAR 的區塊頭會在以太坊上基於 solidity 的智能合約進行驗證。

彩虹橋從一開始就是爲了更多的跨鏈場景而設計，因爲 NEAR 的分片技術可以支持不同的應用場景，比如章魚網絡就提出了應用鏈的星辰大海，讓鏈服務於應用程序，結合彩虹橋，我們將看到越來越多的應用場景出現。

Part 3 ：明年跨鏈的趨勢會是怎樣的呢？

邊界智能-胡智威：

IBC 協議現在可以讓到 Token 自由地轉移在不同的區塊鏈上。但我期待的是在應用層的更多創新，比如劉老師聊到的調用另一條合約的信息。希望能通過 IBC 協議的底層提供更多通用的應用程序的跨鏈，而這種交互也許可以產生更多的合力，產生不同鏈之間的可組合性。章魚網絡這種應用專有鏈+跨鏈的方向可能會真正影響生態和行業。

章魚網絡 -劉毅：

我們在聊跨鏈的時候，最難的事情不僅僅是開發一個去中心化的跨鏈橋，其實還包括跨鏈效益和應用場景。比如針對跨鏈到以太坊 GAS 費非常高的問題，今年已經有了一些有趣的進展。我們可以將橋分爲兩類：「基於信任的跨鏈橋」和「無信任的跨鏈橋」。

基於信任的跨鏈橋，需要預先註冊的檢查人來執行。
剛更新爲 AvalancheBridge (AB) 的 Avalanche 的跨鏈橋是一種新的模式：見證人通過 MPC，也就是多方安全計算，生成私鑰片段用於簽署門限簽名，這把跨鏈交易變成了一個普通交易，非常經濟有效。同時他們使用一些 TEE 技術來證明私鑰生成過程是合法的。

無信任的跨鏈橋，其中 NEAR 的彩虹橋是第一個上線的無信任以太坊跨鏈橋，Cosmos 的 Gravity Bridge 是第二個。
這兩個橋做出了非常有趣的設計選擇。我認爲 Cosmos 跨鏈橋的主要優勢在於，從 Cosmos 轉賬回以太坊，不需要等待 16 個小時，因爲橋可以驗證所有簽名，但成本仍然很高。
NEAR 的彩虹橋也有着相對的升級計劃，但是前提是需要在共識層加入一個小組件，來生成和收集可以在以太坊上可以直接驗證的 ECDSA-256K1 簽名。
我還和 Illia 探討過另一種可能性：在彩虹橋裏內嵌一個機制去生成生 ECD -SA 簽名。如果這個能夠實現的話，我們就不需要等 16 個小時了。

對於未來的話我還是希望到看到更具成本效益的橋。

另外，我和 NEAR 的創始人 Illia 從聖誕節就在討論 NEAR 和 Cosmos 的跨鏈。由於 NEAR 和 Cosmos 都有可靠、高效的輕客戶端，我們預期將有一個基於 IBC 協議的 Cosmos-NEAR 跨鏈橋，這件事情應該在 1 年內就能完成。

NEAR-嚴澎屹：

NAER 跨到以太坊需要 16 個小時，主要受限於以太坊交易速度的限制。預計在今年第四季度 NEAR 會有一次非常重要的升級：結合 secp256k1 簽名算法，NEAR 的彩虹橋可以非常快地進行區塊頭的驗證。可以將 NEAR 轉賬到以太坊的時間從 16 小時減少到 10 分鐘，甚至最短 6 分鐘。

另一方面，我知道 Octopus Network 已經和 Cosmos 搭橋，主要是通過 Octopus 的 Relayer。這是 NEAR Protocol 可以和章魚網絡一起做的事情，不僅將資產從章魚帶到 Cosmos，也可以考慮使智能合同可互操作的可能性。

章魚網絡，大幅降低 Web3.0 應用鏈的啓動、運行和創新門檻，爲 Substrate 應用鏈和 Web3.0 的創新，構建堅實的基礎。隨着章魚網絡跨鏈橋的推出，我們非常期待與 NEAR Protocol 的跨鏈互操作能力，這將帶來很多創新和全新的案例。

章魚網絡-劉毅：

章魚網絡的跨鏈橋非常令人興奮，爲了讓章魚網絡和 NEAR 直接通信，我和 Illia 討論了很多好玩的方式：比如一個應用程序可以在 NEAR 上先啓動智能合同，如果他們想擁有自己的鏈的話，可以無縫銜接到章魚網絡，所有智能合約之間的通信將直接有橋來承接，這是一個非常酷的想法。同時一個應用也可以從章魚網絡上遷移到 NEAR 的鏈上。

這意味着章魚網絡和 NEAR 鏈是完全兼容的。Web3.0 應用只需要專注於自己的業務邏輯和自己的資產本身。如果這座橋是足夠強大的，也可以直接在 NEAR 鏈上操作，這可能是我們以後發展的方向。

我們一直在努力開發的 Substrate IBC 是非常重要的。這個關鍵組件 Substrate IBC 將爲 Substrate 鏈提供更多跨鏈選項，他們可以加入 Cosmos 生態系統，或者他們可以加入章魚網絡，也可以繼續在 Polkadot 生態。但無論哪種方式，他們都可以通過 IBC 協議與其他鏈互聯。

  • 章魚網絡 Octopus：爲 Web3.0 應用鏈（AppChain）提供完整的跨鏈互操作能力，以及全面的「基礎設施服務」，大幅降低應用鏈的啓動、運行和創新門檻。

  • 邊界智能研究院：專注於 Cosmos 生態跨鏈，主導研發精簡 IBC （TIBC）協議，爲跨鏈生態發展提供技術支撐。

  • NEAR Protocol：NEAR 是一個採用分片技術的 POS 公鏈，NEAR 和以太坊之間的跨鏈工具「彩虹橋」是第一個無信任以太坊跨鏈橋。

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